养殖池塘底泥磷组分转化及其与释磷关系的研究

以天津市东丽区和西青区各5个养殖池塘为对象,采用顾益初和Bowman和Cole法对底泥中磷进行分组;通过在上覆水加H2PO-4溶液培养前及培养32周后各组分磷的变化,研究了外源磷向底泥中各组分磷转化规律;通过室内无外源磷进入32周培养前和后底泥各组分磷变化,研究了底泥磷组分对上覆水中DRP的贡献;对底泥各组分磷与上覆水中DRP含量的关系进行了探讨.旨在为明确养殖池塘底泥各磷组分含量分布、磷转化及底泥释磷等状况,为合理调控底泥磷释放,防止池塘富营养化提供参考.试验结果表明,供试池塘底泥总磷中约1/3为有机态磷,其余为无机态磷,各组分磷含量顺序是,西青区(5池塘平均):O-P>Ca10-P>MLOP>MROP>Fe-P>Al-P>Ca2-P>Ca8-P>LOP>HROP,东丽区(5池塘平均)则为:O-P>Ca10-P>MLOP>Fe-P>MROP>HROP>Ca8-P>Ca2-P>Al-P>LOP;上覆水中DRP与底泥中MLOP和O-P呈极显著正相关,与Ca2-P、Ca8-P、LOP和TP呈显著正相关;上覆水中加入大量H2PO-4培养,其向底泥各组分磷转化量为,西青区(5池塘平均):MLOP>Fe-P>Al-P>Ca8-P>LOP>Ca2-P>Ca10-P>HROP;东丽区(5池塘平均)则为:MLOP>Fe-P>LOP>Al-P>Ca8-P>Ca2-P>Ca10-P>MROP>HROP,没有向O-P转化;无外源磷情况下,底泥对上覆水DRP的贡献率两区均是O-P>MLOP>Ca2-P>Ca8-P>LOP>Al-P,Fe-P、Ca10-P和MROP,HROP几乎没有贡献.     

不同处理池塘底泥有机磷组分及其对水体有效磷的贡献

取养殖池塘的底泥和上覆水体于室内模拟水体小环境,设计:添加沸石、酶抑制剂、微生物、沸石与酶抑制剂组合、沸石与微生物组合五种处理与对照组进行5个月培养,分析培养前后底泥中有机态磷组分、有效磷及上覆水体有效磷含量。试验结果表明,两个养殖池塘底泥中有机磷各组分含量依次为MLOPMROPHROPLOP,MLOP、LOP含量经过微生物和对照处理之后的减少量最大,而酶抑制剂处理减少最少,MROP含量微生物及与沸石组合处理增加,其余均有所下降,HROP含量所有处理中几乎不变;两池塘底泥对上覆水有效磷的贡献具有相同的规律,MLOP的贡献率最大,其次为LOP,MROP居于第三,HROP没有贡献;底泥中和上覆水体中的有效磷与LOP和MLOP之间呈显著正相关,与MROP和HROP之间相关不显著。底泥中各组有机磷对底泥中和上覆水体中有效磷的直接通径系数大小为MLOPLOPHROPMROP。     

长期施肥条件下栗褐土碱性磷酸酶活性及其与磷形态的关系

利用长期定位试验研究了长期不同施肥对土壤碱性磷酸酶活性的影响及碱性磷酸酶与土壤磷素形态间的相关关系.结果表明:与不施肥的对照处理相比,长期施肥特别是有机肥与化肥配施可以显著提高土壤碱性磷酸酶活性;碱性磷酸酶活性与土壤速效磷、有机磷总量、中活性有机磷、中稳性有机磷、Ca2-P和Ca8-P含量相关性均达到极显著水平(P＜0.01),与A1-P、Fe-P和O-P相关性达显著水平(P＜0.05);各形态磷对碱性磷酸酶活性直接影响的大小顺序为Ca8-P(-5.706 9)＞Fe-P(4.180 5)＞Ca2-P(2.760 4)＞Ca10-P(0.980 0)＞中稳性有机磷(0.892 4)＞Al-P(-0.567 5)＞O-P(-0.294 4)＞活性有机磷(0.268 1)＞中活性有机磷(0.210 3)＞高稳性有机磷(-0.165 2).     

甘蓝型油菜幼苗体内磷组分差异与磷高效关系的研究

利用盆栽土培和营养液培养的方法,研究了甘蓝型油菜磷高效品种97081和磷低效品种97009在正常磷和低磷胁迫下幼苗植株生长、磷的吸收累积、植物磷组分以及酸性磷酸酶活性的差异。结果表明,缺磷条件下,97081品种的干物质重和磷累积量分别比97009高85.7%和50.0%,并且单位磷含量可以生产较多的干物质,具有较强的磷的吸收和利用效率。两品种中不可溶性有机磷、可溶性有机磷和无机磷含量都随着营养液磷水平的增加而提高。低磷胁迫时,根部不可溶性有机磷含量97009显著下降。两品种可溶性有机磷占总磷的比例均表现为下部叶＞上部叶;97081根和下部叶可溶性有机磷含量及其比例均高于97009。97081根部无机磷含量高于97009,但其所占全磷比例却较低。缺磷处理,上部叶酸性磷酸酶（APase）活性两品种无显著差异;但根中和下部叶APase活性97081显著高于97009。这与甘蓝型油菜高效品种具有较强的磷吸收和再利用能力密切相关。     

模拟池塘底泥无机磷形态与上覆水体可溶性活性磷含量的关系及其控制

取两个池塘底泥和上覆水进行室内模拟水体小环境试验,设对照组及5个处理组,进行4个月培养,采用连续分组法测定底泥中无机磷形态及其含量,分析底泥潜在无机磷变化及其与上覆水体可溶性活性磷（DRP）含量的关系。结果表明,池塘底泥中无机磷各形态含量依次为钙10结合磷（Ca10-P）〉闭蓄态磷（O-P）〉铝结合磷（Al-P）〉铁结合磷（Fe-P）〉钙8结合磷（Ca8-P）〉钙2结合磷（Ca2-P）;4个月后两池塘底泥中的Ca2-P和Fe-P增加,Ca10-P、O-P、Al-P减少;上覆水体中DRP含量与O-P、Ca2-P、Ca8-P和Ca10-P之间呈显著正相关;底泥中无机磷各形态对上覆水体中DRP含量的直接影响大小依次为O-P〉Ca8-P〉Ca2-P〉Ca10-P〉Fe-P〉Al-P;5个处理组上覆水体中DRP含量都低于对照组;沸石与芽孢杆菌组合处理的上覆水体中DRP含量最低,表明采用沸石与芽孢杆菌组合进行底泥处理是控制上覆水中DRP含量的有效方法。     

外源植酸酶对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响

采用室内培养的方法,研究了不同用量外源植酸酶在不同培养时期对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响.结果表明,添加外源植酸酶各处理的土壤酸性、中性磷酸酶活性和有效磷含量均高于对照,各处理间呈高量＞中量＞低量＞对照,其中土壤酸性、中性磷酸酶活性与对照相比增加的幅度分别为9.3%～70.2%、4.3%～73.1%,差异达显著水平;从培养时间来看,土壤磷酸酶活性和有效磷含量均随培养时间的延长呈先升高后略有回落的趋势,其中酸性磷酸酶活性至培养第10 d达最高值,此时各处理与对照相比提高了33.9%～70.2%,差异达极显著水平,而中性磷酸酶活性和有效磷含量至培养的第20 d达到最高值,此时与对照相比分别提高了49.9%～73.1%和26.6%～122.5%.     

不同处理池塘底泥氮矿化机制及有机氮组分矿化特征研究

采用Warning等的淹水培养法,研究了不同处理池塘底泥氮素的矿化特征,并对可矿化氮进行一级动力学方程模拟;采用Bremner法测定了底泥培养前后各有机氮组分含量,并通过通径分析确定了可矿化氮与各有机氮组分之间的关系。研究结果表明,采用不同处理组的底泥氮矿化的强度和容量都小于对照组,其中加入沸石的矿化容量最小,强度也最低,其次是加入微生物的处理,再次是加入脲酶抑制剂的处理;上覆水中氨态氮主要来自底泥酸解氮的矿化,其中氨基酸态氮矿化最大,酰胺态氮和氨基糖态氮次之,水解未知态氮降低最小;通径分析结果表明,在酸解氮中,酸解未知态氮与可矿化氮不相关,而氨基酸态氮、铵态氮、氨基糖态氮和未知态氮与可矿化氮的直接通径系数较大,说明这几种形态氮对可矿化氮皆有贡献。酰胺态氮对可矿化氮有很高的通径系数,表明了它对上覆水氨态氮的贡献最大。     

八达岭山地次生林土壤养分与磷酸酶活性研究

 为探讨北京八达岭山地土壤肥力状况,以黑桦、糠椴、核桃楸3种次生林为对象,对其土壤养分和磷酸酶活性进行研究。结果表明:土壤养分有明显的表聚效应;土壤全磷含量仅为0.39～0.66g.kg-1之间,有可能出现缺磷现象;土壤磷酸酶的活性以酸性磷酸酶为主,呈垂直递减分布规律;各种土壤养分和磷酸酶活性均有明显的根际效应,根系/本土比值在1.02～5.25之间。用SPSS软件进行分析表明,土壤磷酸酶活性与土壤pH、有机质、全氮、有效氮、有效磷和速效钾显著正相关,可以作为土壤肥力评价的一个指标。     

芦苇根际土壤有机磷组分的季节变化及与磷酸酶活性的关系

通过野鸭湖湿地一年实验研究了芦苇根际土壤中各组分有机磷含量随植物生长的变化规律,分析了不同有机磷组分与磷酸单酯酶、磷酸二酯酶活性间的关系。结果表明:有机磷含量分布为活性有机磷(L-OP)中活性有机磷(ML-OP)中稳定性有机磷(MR-OP)高稳定性有机磷(HR-OP),各组分含量均随芦苇生长先降低后升高。在芦苇对养分需求最大的旺盛生长期,L-OP、ML-OP含量达到最低值,分别为2.46、3.27 mg/kg;在此阶段,MR-OP、HR-OP含量也有所降低。在有机磷矿化过程中,HR-OP一定程度上可转化为ML-OP,ML-OP与MR-OP主要转化为L-OP。磷酸单酯酶与磷酸二酯酶活性均随芦苇生长先降低后升高,在其旺盛生长期达到最低值,分别为Ph OH 0.37 mg/(g·h)和PN 62?g/(g·h)。磷酸酶活性均与L-OP、ML-OP、HR-OP含量呈极显著或显著正相关,活性磷含量的高低对磷酸酶活性有明显的影响作用,两种磷酸酶在一定程度上也可水解转化稳定性高的有机磷组分。衰亡期的芦苇,其衰败的老根及脱落物可间接促进磷酸酶活性。     

玉米生长期间石灰性土壤Ca—P转化特征与土壤速效磷、磷酸酶活性及相关性研究

通过大田试验研究了施用磷肥后玉米生长期间石灰性土壤Ca-P组分和磷酸酶活性的变化及其相关性。结果表明:玉米生长的前期和中期施入土壤中的磷肥主要转化为速效磷和Ca2-P,生长后期主要转化为Ca8-P,很少向Ca10-P转化,在高含水量条件下有利于土壤磷由易溶态向难溶态转化,在低含水量条件下转化率随施肥量的增加而降低,在高含水量下转化率随施肥量的增加而增加;土壤磷酸酶活性在玉米生长期间表现为前、中期呈上升趋势,后期开始缓慢下降,水分对磷酸酶活性的影响小于肥效;土壤速效磷和Ca-P组分的相关性为Ca8-P>Ca2-P,土壤磷酸酶活性与速效磷和Ca-P组分的相关性为孕穗期>拔节期>蜡熟期>成熟期,土壤速效磷和磷酸酶活性都与Ca10-P不相关。     

混养鱼塘水中磷含量及表层沉积物中磷赋存形态的初步探究

为更好地揭示养殖系统的磷收支和污染程度,以上海郊区3口团头鲂（Megalobrama amblycephala）混养鱼塘即池塘A、B、C以及水源D为研究对象,定期测定养殖期间水体中总磷（TP）、活性磷酸盐（PO4-P）以及沉积物中总磷的含量,并探究沉积物中不同形态磷,包括交换态磷（Ex-P）、铝结合磷（Al-P）、铁结合磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Oc-P）、原生碎屑磷（De-P）、钙结合磷（Ca-P）和有机磷（Or-P）的分布变化特征。试验发现,该养殖场水源水TP（0.17±0.06）mg·L－1及PO4-P（0.11±0.06）mg·L－1含量一直维持在稳定的较低水平,养殖生产导致池塘A、B、C水中TP大大增加,已超过地表水Ⅲ类标准和淡水养殖池塘排放标准（Ⅱ类）。养殖池塘及水源沉积物中TP浓度分别是（0.69±0.04）、（0.70±0.07）、（0.68±0.09）、（0.79±0.13）mg·g－1,池塘表层沉积物中TP含量变化不大,而水源沉积物TP变化波动性明显。池塘表层沉积物中磷主要由Fe-P（18.03±6.01）%、Oc-P（22.82±5.34）%、Ca-P（27.48±8.15）%和Or-P（20.29±6.60）%组成,Ex-P（3.07±1.06）%、Al-P（7.62±3.11）%,尤其是De-P（0.69±0.35）%     

溶解氧等环境因素对Alafia河表层沉积物磷释放影响的模拟研究

在实验室条件下,采用混合均匀的Alafia河表层沉积物并以蒸馏水为上覆水进行沉积物磷释放模拟试验,研究了溶解氧、有机碳和金属铝对沉积物磷（PO4-P）释放的影响。结果表明,试验期间厌氧条件下沉积物磷释放量明显高于好氧条件下。厌氧条件下,未添加金属铝、添加有机碳源的试验组中沉积物释放平衡时水中磷浓度为5.93mg.L-1;好氧条件下,平衡时水中磷浓度为2.39mg.L-1。研究还发现,未添加金属铝的试验组,无论好氧还是厌氧条件下,未添加有机碳源时,沉积物磷释放量高于添加碳源条件;而在添加金属铝后,添加有机碳源的试验组中磷释放量略高于未添加碳源的试验组。添加金属铝能够明显抑制沉积物中磷的释放。未添加金属铝,厌氧条件下,平衡时水中磷浓度为6.91mg.L-1,好氧条件下,释放平衡时水中磷浓度为3.70mg.L-1;而添加金属铝的试验组,无论厌氧还是好氧条件下,上覆水中磷浓度均很小,接近于0mg.L-1。     

巢湖沉积物总磷含量及无机磷形态的研究

以巢湖为研究对象,分析研究了巢湖沉积物总磷含量的水平、垂直分布以及磷的无机形态.表明结果:巢湖表层沉积物中的总磷含量范围在0.3～1.1 mg/g间,平均含量为0.55 mg/g.总磷含量的水平分布有由北向南递减的趋势,河口沉积物总磷的垂直分布出现变化程度的差异.巢湖沉积物无机形态的磷主要以Fe-P、Ca-P为主,两者之和为总磷的80%以上,但Fe-P与Ca-P表现出相异的空间变化特征.     

荣成天鹅湖湿地沉积物对磷的吸附特征及影响因子分析

在荣成天鹅湖湿地的典型区域选取代表性样点,研究表层沉积物对水体中磷的吸附特征,并分析了环境因子、沉积物组成对磷吸附的影响.结果表明,当上覆水中磷浓度低于0.40 mg/L时,沉积物对磷的吸附量很低或呈负吸附状态;在高磷浓度条件下,等温吸附曲线可用改进的Langmuir模型来很好地拟合.本研究条件下湿地沉积物对磷的吸附容量(Q_(max))变幅为181.8～1 000.0 mg/kg.临界磷平衡浓度(EPC_0)变化在0.043～0.479 mg/L之间.沉积物对磷的最大吸附量与其本身的理化性质关系密切,主要影响因素为粘粒含量和粘土矿物种类,氧化铁铝和有机质含量起次要作用.环境因子对磷吸附的影响作用明显,各因子的影响顺序为:扰动>温度、盐度>pH.不同区域相比,湿地北部沉积物的吸附能力远高于南部砂质土.且后者的吸附特性更易受到环境因子的影响.     

渭河陕西段河道沉积物中碳氮磷来源分析及污染评价

基于渭河陕西段及其支流河道16个采样点中沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,运用C/N和N/P比值法研究沉积物中营养元素的可能来源,并采用有机污染指数法评价沉积物污染状况。结果表明,沉积物中TN含量为0.069~3.839g/kg,66.1%的样品含量低于平均值0.639g/kg;TP含量为0.453~1.841g/kg,62.7%的样品含量低于平均值0.713g/kg;TOC含量为0.772~25.221g/kg,62.3%的样品含量低于平均值5.609g/kg。渭河陕西段沉积物中有机质主要受内源影响,以藻类和浮游动植物为主;沉积物中磷的来源主要为外源输入。2014—2016年所有采样点的N/P值均小于Redfield比,这可能与沉积物中碳氮磷的生物地球化学过程有关。2016年11月,在局部河道如林家村、卧龙寺桥、常兴桥、兴平、草滩、清姜河入渭处可能受到外源有机质的影响。2015年内有机指数与有机氮指数变化一致,即汛前<汛中<汛后。在2014—2016年,渭河陕西段沉积物中有机氮污染和有机污染整体上得到有效控制,但在局部河道如咸阳铁桥、草滩、黑河入渭和灞河入渭处等距离城市较近区域存在污染反弹可能,需引起注意。     

黄河表层沉积物中磷的分布特征及磷的生物可利用性

采用改进的七步连续提取法分别对黄河中下游流域5个不同段位表层沉积物中总磷（TP）、有机磷（OP）及各种无机磷形态进行了分析,研究并探讨了沉积物中磷的分布特征及其对河海可能产生的影响,为预测黄河乃至渤海流域的营养状况、预防及科学管理等提供理论依据。结果表明,所测黄河表层沉积物中TP含量范围为240.71-576.59μg.g^-1,以无机磷（IP）为主,占TP含量的85.73%-98.48%;OP含量占TP的1.52%-14.27%。受陆地河流和海流注入的影响,所研究沉积物样中TP、IP和OP含量的最大值均出现在靠近黄河口的渤海浅海区,其次是黄河口。IP分为6种形态磷,即交换态磷（Ex-P）、铝结合态磷（Al-P）、铁结合态磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Obs-P）、自生钙结合磷（Ca-P）和原生碎屑磷（De-P）,其中以De-P为主,其次是Ca-P,分别占TP的52.47%-73.67%和18.32%-38.20%,Ex-P、Fe-P和Al-P含量均相对较低,Obs-P含量最低。各形态磷的空间分布均与调查区沉积物粒径有一定相关性,粒径小于0.063 mm的沉积物样中TP和IP含量均最高。Ex-P、Al-P、Fe-P、Or-P和部分Ca—P作为黄河表层沉积物中潜在的生物可利用磷,其总量至少占TP的6．09％-24．46％。     

刚毛藻分解对荣成天鹅湖沉积物磷释放的影响

在荣成天鹅湖刚毛藻暴发和非暴发区域分别采集沉积物进行室内加藻模拟试验,定期监测上覆水的溶解氧（DO）、pH、化学需氧量（COD）和可溶性磷（SRP）等指标的变化,并分析了刚毛藻分解对沉积物磷释放的影响。结果表明,避光培养过程中,刚毛藻分解使上覆水体的DO含量大幅降低,形成厌氧环境（0~0.14 mg.L-1）;COD含量则明显增加,各处理最大值变化在0.59~6.93 mg.L-1之间。刚毛藻分解可明显促进沉积物中磷的释放,培养期间上覆水SRP的含量大幅上升,变幅为0.01~1.51 mg.L-1;暴发区沉积物＋10 g藻和沉积物＋30 g藻处理的最大释磷量分别为沉积物处理的2.06倍和1.91倍。不同湖区沉积物磷的释放能力存在较大差异,暴发区沉积物的释磷量明显高于非暴发区,沉积物释放是前者上覆水磷含量增加的主要来源,而在非暴发区藻类分解释放的磷高于沉积物中释放的磷。     

Discharges and Sediments as Sources of Extracellular Alkaline Phosphatase in a Shallow Chinese Eutrophic Lake

Total alkaline phosphatase activity (APA) and soluble reactive phosphorus (SRP) concentrations were measured in municipal wastewater, and a shallow Chinese freshwater lake receiving it. Activities of Dissolved alkaline phosphatase (ADAP) in overlying and interstitial water were also analyzed monthly at three sites for several years. The lake was enriched with SRP and alkaline phosphatase by discharge of the wastewater, indicating that the inclusion of APA for estimating water pollution was reasonable. Annual data showed that APA in coarser fraction was significantly higher at the site receiving more wastewaters, both in surface and overlying water, suggesting that resuspension of enzyme most likely occurred in the basin heavily discharged. ADAP was an order of magnitude higher in the wastewater than those in lake waters, and was generally higher in interstitial water, a feature more striking at the site receiving more discharges. Besides, it was irrespectively inhibited by Na₂WO₄, L-cysteine and EDTA-Na, but stimulated by Cu²⁺, Zn²⁺, CTAB and Triton X-100 in interstitial, overlying and surface waters. This similarity of responding patterns to the stressors indicated an analogy between dissolved alkaline phosphatase in water column and that in interstitial water, supporting the hypothesis that the polluted sediments act as source of dissolved alkaline phosphatase in eutrophic lakes.